flac在井下開(kāi)挖工程中的應(yīng)用與分析采礦工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 04:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LAC模型的反應(yīng)是通過(guò)其顯式動(dòng)態(tài)代碼進(jìn)行監(jiān)控的。當(dāng)模型動(dòng)能降到可以忽略值或允許范圍之內(nèi)時(shí)，可以認(rèn)為模型處于力的平移狀態(tài)或穩(wěn)流狀態(tài)。否則，就要返回步驟1)，對(duì)模型進(jìn)行重新設(shè)置；4) 執(zhí)行改造、改變?cè)O(shè)置條件。在求解過(guò)程中，F(xiàn)LAC允許改變模型的條件，包括對(duì)任何節(jié)點(diǎn)的載荷或應(yīng)力的增加和刪減，也允許節(jié)點(diǎn)的約束和解除約束，以及對(duì)任何材料特性的改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模型進(jìn)行改善；5) 求解FLAC模型。FLAC是采用顯式時(shí)間逼近法來(lái)求解代數(shù)方程組，求解過(guò)程的時(shí)步是由FLAC代碼進(jìn)行自動(dòng)控制，因此，用戶(hù)只需在認(rèn)為結(jié)果到達(dá)滿(mǎn)足時(shí)，即可結(jié)束求解過(guò)程；6) 實(shí)施附加改變。就是對(duì)模型做進(jìn)一步的改善，確定是否需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行研究，若需要，則可返回到步驟1)或4)重新設(shè)置進(jìn)行，否則，即可得到結(jié)果；7) 獲得結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋。最好將結(jié)果直接以圖形的形式展示，并且這個(gè)圖形產(chǎn)物的格式能夠同現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和觀察直接進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)模型中的任何變量的參數(shù)值都能夠很容易地通過(guò)模擬器獲得更多的詳細(xì)解釋。2 工程實(shí)例應(yīng)用 里能集團(tuán)新河煤礦FLAC在井下開(kāi)挖工程中的應(yīng)用之一就是模擬井下巷道的圍巖變形情況，通過(guò)模擬不同的巷道支護(hù)條件，來(lái)選擇與現(xiàn)場(chǎng)相適應(yīng)的支護(hù)形式和支護(hù)參數(shù)。里能集團(tuán)新河煤礦即是此方面的應(yīng)用。下面以新河煤礦某回采巷道圍巖地質(zhì)條件為背景進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)錨網(wǎng)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與分析，并說(shuō)明建模及計(jì)算過(guò)程，分析FLAC在該領(lǐng)域的應(yīng)用情況。 基本參數(shù)所研究的回采巷道位于400m水平。井口標(biāo)高＋，埋深平均約440m。3煤層傾角一般20176。，~，全區(qū)可采，可采系數(shù)100％，厚度變異系數(shù)28％，屬較穩(wěn)定煤層。3煤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)夾矸。，硬度較大。3，底板為粉砂巖。頂?shù)装錰值為4~5左右。煤質(zhì)屬半亮半暗型煤，黑色性脆。3煤頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表21，煤層綜合柱狀圖如圖21所示。煤巷原支護(hù)斷面示意圖如圖22所示。表21 3煤層圍巖力學(xué)性能序號(hào)層位巖性名稱(chēng)單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)最小最大平均值1頂板中砂巖泥巖23煤煤層3底板粉砂巖細(xì)砂巖粉砂巖圖21 煤巖層綜合柱狀圖圖22 煤巷原支護(hù)斷面示意圖 模型建立圖23是巷道置于實(shí)體煤時(shí)的模型。圖23 煤巷布置在實(shí)體煤中的模型 計(jì)算結(jié)果分析（1）當(dāng)錨桿長(zhǎng)1800mm時(shí)，分析不同錨桿直徑條件下的支護(hù)效果。①當(dāng)錨桿直徑為18mm時(shí)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖24至圖25。圖24 結(jié)構(gòu)軸向受力情況 圖25 巷道圍巖位移情況從圖24中可知，，此情形下，錨桿已經(jīng)屈服；從位移矢量圖中可知，巷道煤巖體頂?shù)孜灰戚^明顯，右?guī)偷撞孔蠲黠@。在圍巖體的變形與移動(dòng)過(guò)程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)體也發(fā)生位移。模擬結(jié)果表明，此情形下錨桿受力已超過(guò)錨桿本身的極限承載能力，大部分錨桿已處于破壞狀態(tài)，說(shuō)明該直徑錨桿及其長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足要求。②當(dāng)錨桿直徑為20mm時(shí)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖26至圖27。圖26 結(jié)構(gòu)軸向受力情況 圖27巷道煤巖位移矢量，，受力在錨桿的允許承載值以?xún)?nèi)；與錨桿直徑φ18mm相比，從位移量圖可看出，位移有所減小，但不顯著；從錨桿受力、巷道位移矢量等方面看，巷道支護(hù)狀態(tài)有所好轉(zhuǎn)。此情況錨桿受力在其極限承載能力以?xún)?nèi)，該直徑錨桿可基本滿(mǎn)足要求，但控制圍巖效果依然不佳，錨桿長(zhǎng)度不夠合理。③當(dāng)錨桿直徑為22mm時(shí)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖28至圖29。圖28 結(jié)構(gòu)軸向受力情況 圖29 巷道煤巖位移矢量，錨桿受力在允許承載值以?xún)?nèi)；總體支護(hù)效果比錨桿直徑φ20mm有好轉(zhuǎn)?？梢?jiàn)，在錨桿長(zhǎng)度為1800mm的前提下，三種錨桿直徑支護(hù)下的圍巖變形隨直徑增大有減小，但不明顯；特別是在錨桿直徑為φ18mm時(shí)，錨桿強(qiáng)度已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求。（2）當(dāng)錨桿長(zhǎng)2000mm時(shí)，分析
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